JP2764182B2 - シャフトの製造方法 - Google Patents
シャフトの製造方法Info
- Publication number
- JP2764182B2 JP2764182B2 JP1083785A JP8378589A JP2764182B2 JP 2764182 B2 JP2764182 B2 JP 2764182B2 JP 1083785 A JP1083785 A JP 1083785A JP 8378589 A JP8378589 A JP 8378589A JP 2764182 B2 JP2764182 B2 JP 2764182B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- mandrel
- tubular body
- impregnated
- fibers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、FRPを材質とするシャフト本体の端部に継
手等の金属部品を嵌合固定したシャフトの製造方法に関
する。
手等の金属部品を嵌合固定したシャフトの製造方法に関
する。
FRP（繊維強化プラスチック）は、単位重量当りの強
度と剛性が卓越していることから、自動車、オートバイ
等に使用されるシャフトの材質として注目されている。
度と剛性が卓越していることから、自動車、オートバイ
等に使用されるシャフトの材質として注目されている。
現在試作されているシャフトは、第８図に示すよう
に、FRPからなる円筒状のシャフト本体１の両端部に取
付用の金属部品２（例えば継手）を嵌合することによっ
て形成している。
に、FRPからなる円筒状のシャフト本体１の両端部に取
付用の金属部品２（例えば継手）を嵌合することによっ
て形成している。
上記シャフト本体１は、フィラメントワインディング
成型法（以下、FW法と略称する）によって成型されてお
り、以下、このFW法について簡単に説明する。
成型法（以下、FW法と略称する）によって成型されてお
り、以下、このFW法について簡単に説明する。
第９図に示すように、このFW法では、繊維ロービング
３中から導出した強化繊維４に樹脂槽５内の熱硬化性樹
脂６を含浸させる工程と、この工程を経た繊維をデリバ
リアイ７で左右に配向しながらマンドレル８に巻付ける
工程と、巻付けられた繊維に含浸された上記樹脂を加熱
硬化させる工程と、この樹脂の硬化後にマンドレル８を
除去する工程とが実施され、これにより、上記繊維４を
レインフォースメント（強化材）とし、上記樹脂６をマ
トリックス（母材）とするFRP製の上記シャフト本体１
が成型される。
３中から導出した強化繊維４に樹脂槽５内の熱硬化性樹
脂６を含浸させる工程と、この工程を経た繊維をデリバ
リアイ７で左右に配向しながらマンドレル８に巻付ける
工程と、巻付けられた繊維に含浸された上記樹脂を加熱
硬化させる工程と、この樹脂の硬化後にマンドレル８を
除去する工程とが実施され、これにより、上記繊維４を
レインフォースメント（強化材）とし、上記樹脂６をマ
トリックス（母材）とするFRP製の上記シャフト本体１
が成型される。
従来においては、上記シャフト本体１と金属部品２と
を接着材で接合しているが、この接着材のみによる接合
では高い接合力を得ることができず、このため、たとえ
ば自動車のドライブシャフト等に上記シャフトを適用し
た場合にシャフト本体１から金属部品２が外れる虞れが
あった。
を接着材で接合しているが、この接着材のみによる接合
では高い接合力を得ることができず、このため、たとえ
ば自動車のドライブシャフト等に上記シャフトを適用し
た場合にシャフト本体１から金属部品２が外れる虞れが
あった。
本発明は、かかる状況に鑑み、上記金属部品を強固に
嵌着させることができるシャフトの製造方法を提供する
ことにある。
嵌着させることができるシャフトの製造方法を提供する
ことにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るシャフトの製
造方法は、熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を混入した混合
樹脂を強化繊維に含浸させる工程と、上記樹脂含浸繊維
を柱状のマンドレルに巻付けて、該繊維の層からなる筒
状体を形成する工程と、上記筒状体に第１の加熱処理を
施して、上記繊維に含浸された熱硬化性樹脂を半硬化さ
せる工程と、上記筒状体の温度が常温に戻ったのち、上
記マンドレルを上記筒状体から除去する工程と、上記マ
ンドレルの除去により形成された貫通孔の端部に取付け
用の金属部品を嵌合させる工程と、上記筒状体に第２の
加熱処理を施して、上記繊維に含浸された熱硬化性樹脂
および熱可塑性樹脂をそれぞれ完全硬化および熱膨張さ
せる工程とを備える。
造方法は、熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を混入した混合
樹脂を強化繊維に含浸させる工程と、上記樹脂含浸繊維
を柱状のマンドレルに巻付けて、該繊維の層からなる筒
状体を形成する工程と、上記筒状体に第１の加熱処理を
施して、上記繊維に含浸された熱硬化性樹脂を半硬化さ
せる工程と、上記筒状体の温度が常温に戻ったのち、上
記マンドレルを上記筒状体から除去する工程と、上記マ
ンドレルの除去により形成された貫通孔の端部に取付け
用の金属部品を嵌合させる工程と、上記筒状体に第２の
加熱処理を施して、上記繊維に含浸された熱硬化性樹脂
および熱可塑性樹脂をそれぞれ完全硬化および熱膨張さ
せる工程とを備える。
上記第１の加熱処理に伴なう上記熱硬化性樹脂の収縮
を利用して上記マンドレルの離脱および金属部品の嵌合
が行なわれる。そして、上記第２の加熱処理に伴なう上
記熱可塑性樹脂の膨脹作用によって、上記熱硬化性が完
全硬化する間に上記金属部品が強く固着される。
を利用して上記マンドレルの離脱および金属部品の嵌合
が行なわれる。そして、上記第２の加熱処理に伴なう上
記熱可塑性樹脂の膨脹作用によって、上記熱硬化性が完
全硬化する間に上記金属部品が強く固着される。
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説
明する。
明する。
この実施例では、前記したFW法を実施するため、第１
図に示すようなマンドレル10を型材として用いている。
図に示すようなマンドレル10を型材として用いている。
このマンドレル10は、円柱状をなし、その一端部およ
び他端部の周面には、それらの周面から浮き出る態様で
それぞれ網目状のセレーション11および12が形成されて
いる。
び他端部の周面には、それらの周面から浮き出る態様で
それぞれ網目状のセレーション11および12が形成されて
いる。
上記マンドレル10には、第２図に示す樹脂含浸繊維13
が巻着される。
が巻着される。
この樹脂含浸繊維13に含浸された樹脂は、熱硬化性樹
脂に適量の熱可塑性樹脂を混入した混合樹脂であり、こ
の実施例では熱硬化性樹脂である不飽和ポリエステルに
熱可塑性樹脂であるアクリル樹脂を５〜30％の割合で混
入した混合樹脂が使用されている。
脂に適量の熱可塑性樹脂を混入した混合樹脂であり、こ
の実施例では熱硬化性樹脂である不飽和ポリエステルに
熱可塑性樹脂であるアクリル樹脂を５〜30％の割合で混
入した混合樹脂が使用されている。
上記マンドレル10の近傍には、上記混合樹脂が貯えら
れた図示していない樹脂槽が配置されており、上記樹脂
含浸繊維13は強化繊維をこの樹脂槽内で通過させること
によって得られる。
れた図示していない樹脂槽が配置されており、上記樹脂
含浸繊維13は強化繊維をこの樹脂槽内で通過させること
によって得られる。
なお、上記強化繊維としては、カーボン繊維、ガラス
繊維、アラミド繊維等が使用される。
繊維、アラミド繊維等が使用される。
上記樹脂含浸繊維13をデリバリアイ14で左右方向に配
向しながらマンドレル10をその軸線を中心として回転す
れば、マンドレル10の周面に樹脂含浸繊維13が一様に巻
重ねられ、やがて第３図に一点鎖線で示すような筒状体
15が形成される。
向しながらマンドレル10をその軸線を中心として回転す
れば、マンドレル10の周面に樹脂含浸繊維13が一様に巻
重ねられ、やがて第３図に一点鎖線で示すような筒状体
15が形成される。
ここで、上記筒状体15がマンドレル10と共に図示して
いない加熱炉で加熱される。
いない加熱炉で加熱される。
この加熱は、上記熱硬化性樹脂を半硬化させる温度で
所定時間行なわれ、この実施例では約60℃の温度で60分
程度の時間加熱している。
所定時間行なわれ、この実施例では約60℃の温度で60分
程度の時間加熱している。
上記加熱後、筒状体15の温度が常温である20℃程度ま
で戻され、そのまま120分程度放置される。
で戻され、そのまま120分程度放置される。
上記のように筒状体15を加熱したのち常温まで戻す処
理を実施すれば、該筒状体15を構成する繊維に含浸され
た上記熱硬化性樹脂が収縮し、これに伴って第７図に示
す如く、この筒状体15の内周径Ｄが若干拡大する。
理を実施すれば、該筒状体15を構成する繊維に含浸され
た上記熱硬化性樹脂が収縮し、これに伴って第７図に示
す如く、この筒状体15の内周径Ｄが若干拡大する。
つぎに、半硬化状態の筒状体15からマンドレル10が除
去（脱型）されるが、この作業は上記内周径Ｄの拡大に
よってきわめてスムーズに行なうことができる。
去（脱型）されるが、この作業は上記内周径Ｄの拡大に
よってきわめてスムーズに行なうことができる。
第４図には、マンドレル10が除去された中空状の筒状
体15が示されている。同図に示すように、この筒状体15
の両端部内周面には、第１図に示したセレーション11,1
2によって押圧形成されたセレーション18,19が付されて
おり、これらは第５図（ａ）に示す如く凹状をなしてい
る。
体15が示されている。同図に示すように、この筒状体15
の両端部内周面には、第１図に示したセレーション11,1
2によって押圧形成されたセレーション18,19が付されて
おり、これらは第５図（ａ）に示す如く凹状をなしてい
る。
上記マンドレル10が除去された筒状体15の一端部およ
び他端部には、第４図に示した金属継手16および17がそ
れぞれ嵌合される。
び他端部には、第４図に示した金属継手16および17がそ
れぞれ嵌合される。
継手16および17の各嵌合部16aおよび17aは、上記拡大
した内周径Ｄにほぼ一致する径を有し、かつそれらの周
面にはセレーション20および21が形成されている。
した内周径Ｄにほぼ一致する径を有し、かつそれらの周
面にはセレーション20および21が形成されている。
セレーション20および21は、第５図（ｂ）に示すよう
な凸状をなし、筒状体15のセレーション18および19と同
じ配列模様で形成されている。
な凸状をなし、筒状体15のセレーション18および19と同
じ配列模様で形成されている。
上記継手16および17の各嵌合部16aおよび17aは、セレ
ーション20および21の模様が筒状体15のセレーション18
および19の模様と合致する態様で筒状体15に嵌合され
る。
ーション20および21の模様が筒状体15のセレーション18
および19の模様と合致する態様で筒状体15に嵌合され
る。
つぎに、筒状体15が継手16,17とともに加熱炉内で加
熱される。
熱される。
この加熱は、上記熱硬化性樹脂を完全硬化させうる温
度で所定時間行なわれ、この実施例では約130℃の温度
で60分程度加熱している。
度で所定時間行なわれ、この実施例では約130℃の温度
で60分程度加熱している。
上記加熱を行なうと、熱硬化性樹脂が完全硬化する過
程の始めに熱可塑性樹脂が熱膨脹し、これに伴って第７
図に示したように筒状体15の内径Ｄが小さくなる。
程の始めに熱可塑性樹脂が熱膨脹し、これに伴って第７
図に示したように筒状体15の内径Ｄが小さくなる。
この結果、継手16,17が筒状体15の内周面で強く締め
付けられ、これに伴い筒状体15の凹状セレーション18,1
9内に継手16,17の凸状セレーション20,21がそれぞれ押
圧嵌合される。
付けられ、これに伴い筒状体15の凹状セレーション18,1
9内に継手16,17の凸状セレーション20,21がそれぞれ押
圧嵌合される。
筒状体15中の熱硬化性樹脂は、上記熱可塑性樹脂の膨
脹作用を受けながら除々に硬化し、一定時間後には完全
に硬化する。そして、この熱硬化性樹脂の完全硬化によ
り、筒状体15はFRPからなるシャフト本体を構成する。
脹作用を受けながら除々に硬化し、一定時間後には完全
に硬化する。そして、この熱硬化性樹脂の完全硬化によ
り、筒状体15はFRPからなるシャフト本体を構成する。
かくして、この実施例によれば、継手16,17が強固に
嵌着された第６図に示すようなシャフトが形成される。
嵌着された第６図に示すようなシャフトが形成される。
なお、上記筒状体15に継手16,17を嵌合するさいに、
耐熱性の接着材をそれらの接合面に塗付すれば、より強
固に継手16,17を固着することができる。
耐熱性の接着材をそれらの接合面に塗付すれば、より強
固に継手16,17を固着することができる。
また、セレーションを省略して、接着材の接着力と上
記熱可塑性樹脂の膨脹による締付力とによって継手16,1
7を固着することも可能である。
記熱可塑性樹脂の膨脹による締付力とによって継手16,1
7を固着することも可能である。
本発明によれば、熱硬化性樹脂中に熱可塑性樹脂を混
入した混合樹脂を強化繊維に含浸させ、加熱に伴なう上
記熱可塑性樹脂の膨脹作用を利用して金属部品を固着し
ている。したがって、金属部品が強固に固着された信頼
性の高いシャフトを形成することができる。
入した混合樹脂を強化繊維に含浸させ、加熱に伴なう上
記熱可塑性樹脂の膨脹作用を利用して金属部品を固着し
ている。したがって、金属部品が強固に固着された信頼
性の高いシャフトを形成することができる。
第１図は本発明に係るシャフトの製造方法に使用される
マンドレルの一例を概念的に示した側面図、第２図はマ
ンドレルに樹脂含浸繊維が巻付けられている態様を示し
た概念図、第３図はマンドレルの周面に形成された樹脂
含浸繊維の層を概念的に示した斜視図、第４図は金属継
手の構造を示した斜視図、第５図はセレーションの断面
形状を例示した概念図、第６図は本発明によって形成さ
れたシャフトを示す斜視図、第７図は加熱に伴なう筒状
体の内周径の変化を例示したグラフ、第８図は従来のシ
ャフトの製造方法を説明するための斜視図、第９図はフ
ィラメントワインディング成型法を説明するための概念
図である。 10……マンドレル、11,12,18〜21……セレーション、1
6,17……金属継手、22……シャフト。
マンドレルの一例を概念的に示した側面図、第２図はマ
ンドレルに樹脂含浸繊維が巻付けられている態様を示し
た概念図、第３図はマンドレルの周面に形成された樹脂
含浸繊維の層を概念的に示した斜視図、第４図は金属継
手の構造を示した斜視図、第５図はセレーションの断面
形状を例示した概念図、第６図は本発明によって形成さ
れたシャフトを示す斜視図、第７図は加熱に伴なう筒状
体の内周径の変化を例示したグラフ、第８図は従来のシ
ャフトの製造方法を説明するための斜視図、第９図はフ
ィラメントワインディング成型法を説明するための概念
図である。 10……マンドレル、11,12,18〜21……セレーション、1
6,17……金属継手、22……シャフト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 31:06 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 70/72,70/68 C08J 5/04 - 5/10
Claims (1)
- 【請求項１】熱硬化性樹脂に熱可塑性樹脂を混入した混
合樹脂を強化繊維に含浸させる工程と、 上記樹脂含浸繊維を柱状のマンドレルに巻付けて、該繊
維の層からなる筒状体を形成する工程と、 上記筒状体に第１の加熱処理を施して、上記繊維に含浸
された熱硬化性樹脂を半硬化させる工程と、 上記筒状体の温度が常温に戻ったのち、上記マンドレル
を上記筒状体から除去する工程と、 上記マンドレルの除去により形成された貫通孔の端部に
取付け用の金属部品を嵌合させる工程と、 上記筒状体に第２の加熱処理を施して、上記繊維に含浸
された熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂をそれぞれ完全
硬化および熱膨張させる工程と を含むシャフトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083785A JP2764182B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | シャフトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083785A JP2764182B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | シャフトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02261631A JPH02261631A (ja) | 1990-10-24 |
| JP2764182B2 true JP2764182B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=13812293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1083785A Expired - Lifetime JP2764182B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | シャフトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2764182B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160005190A (ko) * | 2014-07-03 | 2016-01-14 | 효림산업 주식회사 | 자동차용 프로펠러 샤프트 제조 방법 및 그 제품 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5513143B2 (ja) * | 2010-01-26 | 2014-06-04 | パナソニック株式会社 | 熱硬化性樹脂成形品 |
| JP2015078260A (ja) * | 2013-10-15 | 2015-04-23 | サンデン商事株式会社 | 高導電性炭素繊維素材及びそれを用いた成形方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58163322U (ja) * | 1982-04-27 | 1983-10-31 | 株式会社小松製作所 | トレ−ラスラグダンプの操作装置 |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1083785A patent/JP2764182B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160005190A (ko) * | 2014-07-03 | 2016-01-14 | 효림산업 주식회사 | 자동차용 프로펠러 샤프트 제조 방법 및 그 제품 |
| KR101588846B1 (ko) * | 2014-07-03 | 2016-01-27 | 효림산업 주식회사 | 자동차용 프로펠러 샤프트 제조 방법 및 그 제품 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02261631A (ja) | 1990-10-24 |
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